质子传导材料可以实现新的绿色能源技术

麻省理工学院工程师确定的分析和材料可以带来更节能的燃料电池、电解器、电池或计算设备。

来源:MIT新闻 - 人工智能

顾名思义,当今大多数电子设备都是通过电子运动来工作的。但能够有效传导质子的材料——氢原子核——可能是应对全球气候变化的多项重要技术的关键。

目前大多数质子传导无机材料都需要过高的温度才能实现足够高的导电性。然而,低温替代品可以实现多种技术,例如更高效、更耐用的燃料电池,用于从氢气中产生清洁电力,电解器用于制造清洁燃料,如用于运输的氢气,固态质子电池,甚至基于离子电子效应的新型计算设备。

为了推进质子导体的发展,麻省理工学院的工程师们已经确定了导致快速质子传导的材料的某些特性。通过定量利用这些特性,该团队确定了六种有望成为快速质子导体的新候选材料。模拟表明,这些候选材料的性能将远远优于现有材料,尽管它们仍需要通过实验进行验证。除了发现潜在的新材料外,这项研究还在原子层面上更深入地了解了这些材料的工作原理。

这项新发现发表在《能源与环境科学》杂志上,由麻省理工学院教授 Bilge Yildiz 和 Ju Li、博士后 Pjotr​​s Zguns 和 Konstantin Klyukin 以及他们的合作者西北大学的 Sossina Haile 和她的学生撰写。Yildiz 是核科学与工程系和材料科学与工程系的 Breene M. Kerr 教授。

发表在《能源与环境科学》杂志上 能源与环境科学

这项工作得到了美国能源部、瓦伦堡基金会和美国国家科学基金会的支持。